Preview

Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Исследование формирования армирующей фазы на границах зерен спеченного бериллия

https://doi.org/10.17073/1997-308X-2020-3-25-33

Полный текст:

Аннотация

 Представлены результаты исследований влияния состояния границ зерен, формирующихся в процессах консолидации бериллиевых порошков методом вакуумного горячего прессования, на прочностные свойства спеченного бериллия. С использованием растровой электронной микроскопии и микрорентгеноспектрального анализа изучены зависимости морфологии, элементного состава и структуры дисперсной упрочняющей фазы – оксида бериллия - от содержания легкоплавких примесей на границах зерен спеченного бериллия. Предложена новая гипотеза, объясняющая различие морфологии и структуры армирующих частиц, основывающаяся на особенностях перехода аморфного оксида бериллия в кристаллическое состояние (расстеклования) на межзеренных границах металлического бериллия. Теоретически обосновано и экспериментально подтверждено, что в зависимости от содержания и соотношения примесей кремния и алюминия механизм расстеклования может быть гомогенным или гетерогенным. Это различие обуславливает образование либо мелкодисперсных высокопрочных армирующих частиц оксида бериллия, либо крупных менее прочных оксидных кластеров. Изменение морфологии и структуры армирующих оксидных частиц на межзеренных границах металлического бериллия, в свою очередь, влияет на динамику роста зерен микроструктуры бериллия в процессах вакуумного горячего формования и в конечном итоге на эффект дисперсно-зернограничного упрочнения спеченного бериллия. Приведены результаты статистической обработки результатов испытаний механических свойств промышленных горячепрессованных заготовок из порошков дисперсностью менее 56 мкм для определения влияния различных факторов (содержания примесей, их соотношения и размера частиц исходных порошков) на прочностные свойства горячепрессованного бериллия. Проведена оценка адекватности полученных закономерностей с помощью коэффициентов достоверности аппроксимации, которая подтвердила выводы теоретического и экспериментального анализов исследуемой проблемы. В результате проведенных статистических исследований обоснован комплексный показатель качества исходных порошков, позволяющий прогнозировать прочностные свойства горячепрессованного бериллия. Полученные результаты обосновывают новые возможности по управлению механическими свойствами спеченного бериллия различного назначения.

Об авторах

А. В. Ревуцкий
Восточно-Казахстанский государственный технический университет (ВКГТУ) им. Д. Серикбаева
Казахстан

Ревуцкий А.В. - докторант факультета Международной высшей технической школы (МВТШ) «Оскемен»

070000, Казахстан, г. Усть-Каменогорск, ул. Серикбаева, 19



Б. В. Сырнев
Восточно-Казахстанский государственный технический университет (ВКГТУ) им. Д. Серикбаева
Казахстан

Сырнев Б.В. - докт. техн. наук, профессор МВТШ «Оскемен»

070000, Казахстан, г. Усть-Каменогорск, ул. Серикбаева, 19



В. Ю. Лопатин
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Россия

Лопатин В.Ю. - канд. техн. наук, доцент кафедры порошковой металлургии и функциональных покрытий

119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4



О. В. Семилуцкая
Восточно-Казахстанский государственный технический университет (ВКГТУ) им. Д. Серикбаева
Казахстан

Семилуцкая О.В. - ст. преподаватель МВТШ «Оскемен»

070000, Казахстан, г. Усть-Каменогорск, ул. Серикбаева, 19



Т. А. Сегеда
Восточно-Казахстанский государственный технический университет (ВКГТУ) им. Д. Серикбаева
Казахстан

Сегеда Т.А. - канд. физ.-мат. наук, декан МВТШ «Оскемен»

070000, Казахстан, г. Усть-Каменогорск, ул. Серикбаева, 19



Список литературы

1. Беляев Р.А. Окись бериллия. М.: Атомиздат, 1980.

2. Webster D. The effect of low melting phases on the elevated temperature microstructural stability of hot pressed beryllium. Met. Trans. A. 1975. Vol. 6. No. 4. Р. 803—808.

3. Давыдов Д.А., Холопова О.В., Колбасов Б.Н. Образование и деградация оксидных пленок на бериллии. Вопросы атомной науки и техники. Сер.: Термоядерный синтез. 2010. Вып. 2. С. 39—49.

4. Taylor N., Baker D., Cattaglia S. Key issues in the safety and licensing of ITER. In: IAEA, 3-rd TM «First generation of fusion power plants: Design and technology» (Vienna, Austria, 13—15 July 2009); 9-th TM «Fusion power plant safety» (Vienna, Austria, 15—17 July 2009). CD-ROM proc., Thursday-2009-07-16.

5. Davydov D.A., Kholopova O.V., Kolbasov B.N. Inflammation and oxidation characteristics of beryllium: ITER Final Report, TA. No. ITA-81-06 Be Dust Explosion, July 2005.

6. Николаенко А.А., Тузов Ю.В. Влияние зернограничных включений оксида на механические свойства горячепрессованного бериллия. Вопросы атомной науки и техники. Сер.: Термоядерный синтез. 2012. Вып. 2. С. 52—59.

7. Mori Y., Niiya N., Ukegawa K., Mizuno T., Takarabe K., Ruoff A.L. High-pressure X-ray structural study of BeO and ZnO to 200 GPa. Physica Stat. Sol. B. 2004. Vol. 241. No. 14. P. 3198.

8. Cai Y., Wu S., Xu R., Yu J. Pressure-induced phase transition and its atomistic mechanism in BeO: A theoretical calculation. Phys. Rev. B. 2006. Vol. 73. Iss. 18. No. 184104.

9. Sebahaddin A., Murat D. Pressure-induced phase transition of BeO. Solid State Commun. 2009. Vol. 149. No. 9-10. Р. 345—348.

10. Шабловский Я.О. Термодинамические закономерности полиморфизма оксида бериллия. Журн. физ. химии. 2010. Т. 8. No. 12. С. 2211—2216.

11. Weisz M., Mollen J., Voron J. Possibility of the appearance of a liquid phase at 430 °C in commercial beryllium. J. Nucl. Mater. 1963. Vol. 10. Р. 56—59.

12. Тузов Ю.В., Хомутов А.М. Разработка обобщающего критерия работоспособности изделий из бериллия. Цветные металлы. 2010. No. 2. С. 76—78.

13. Кан Р. Физическое металловедение. М.: Мир. 1968. Т. 2.

14. Дохов М.П. Межфазная энергия на границах твердая фаза — расплав и твердая фаза—пар некоторых металлокерамических систем. Фундаментальные исследования. 2008. No. 8. С. 50—51.

15. Humenik M., Kingerу W.D. Metal-ceramic interactions: III. Surface tension and wettability of metal-ceramics systems. J. Amer. Cerаm. Soc. 1954. Vol. 37. No. 1. Р. 18—23.

16. Rhee S.K. A method for determining surface energies of solids: Temperature-variant contact angle method. Mater. Sci. Eng. 1977. Vol. 16. No. 1. P. 45—51.

17. Дохов М.П. Новый вариант термодинамической оценки межфазной энергии на границе раздела твердое тело—расплав. Изв. вузов. Физика. Томск: ВИНИТИ, 1987.

18. Гегузин Я.Е. Физика спекания. М.: Наука. 1984.

19. Turner G.I., Lane R.A. The effect of powder particle size on the mechanical properties of hot pressed P1 beryllium. In: Proc. Conf. «Beryllium» (London, October, 1977). P. 1—15.

20. Webster D., Crooks D.D., Vidoz A.E. The effect of oxide dispersion on the recrystallization of beryllium. Met. Trans. 1974. Vol. 4. No. 12. P. 2841—2847.

21. Папиров И.И., Тихинский Г.Ф. Пластическая деформация бериллия. М.: Атомиздат, 1973.

22. Хоникомб Р. Пластическая деформация металлов. М.: Мир, 1972.


Для цитирования:


Ревуцкий А.В., Сырнев Б.В., Лопатин В.Ю., Семилуцкая О.В., Сегеда Т.А. Исследование формирования армирующей фазы на границах зерен спеченного бериллия. Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2020;(3):25-33. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2020-3-25-33

For citation:


Revutsky A.V., Syrnev V.Yu., Lopatin V.Yu., Semilutskaya O.V., Segeda T.A. Research of reinforcement phase formation on the borders of sintered berillium grains. Izvestiya vuzov. Poroshkovaya metallurgiya i funktsional’nye pokrytiya. 2020;(3):25-33. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1997-308X-2020-3-25-33

Просмотров: 46


ISSN 1997-308X (Print)
ISSN 2412-8767 (Online)